Os organismos unicelulares se reproduzem assexuadamente em um processo chamado replicação. Ao contrário dos organismos multicelulares, a reprodução e a replicação das células para os organismos unicelulares são o mesmo processo.
A maioria dos organismos unicelulares se reproduz replicando suas partes e depois se dividindo em dois. Este processo cria mais de duas novas células; ele cria dois novos organismos.
Teoricamente, esta forma de reprodução assexuada resulta em duas células idênticas. No caso de organismos como as bactérias, entretanto, o DNA tem uma taxa de mutação bastante alta. Essa rápida taxa de mutação é a razão pela qual as bactérias são capazes de desenvolver resistência aos antibióticos.
A replicação também é chamada de fissão binária e é o tipo mais comum de divisão celular.